FR3013523A1 - THERMAL REGULATION OF A FREQUENCY CONVERTING COMPARTMENT IN AN ELECTRIC PORT POWER STATION - Google Patents
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Abstract
Un poste d'alimentation portuaire comprend au moins un compartiment (200) dans lequel sont logés un appareil de chauffage (220) et des moyens de conversion de fréquence (205), notamment des GFC, associés à des ventilateurs (240), avec des moyens d'entrée d'air (40) en bas de l'enceinte (30) et dotés d'au moins un filtre (42) et des moyens de sortie d'air (50) localisés sur le toit de l'enceinte (30). La ventilation du compartiment (100) est forcée avec des moyens d'extraction (250) au niveau de la sortie d'air (50). Pour assurer une régulation thermique optimale dans le compartiment (200), un capteur (260) mesure la température dans le compartiment (200), et un capteur (230) mesure le taux d'humidité dans le compartiment (200). Le poste comprend des moyens pour vérifier les conditions environnementales à l'intérieur de l'enceinte (30) et pour démarrer les GFC (205) lorsque les conditions environnementales, notamment sur la température et le taux d'humidité, sont remplies. Les moyens de régulation de la température peuvent commander la vitesse des moyens d'extraction (250) et l'appareil de chauffage (220) en fonction des température et taux d'humidité mesurés.A port power station comprises at least one compartment (200) in which a heating apparatus (220) is housed and frequency conversion means (205), in particular GFCs, associated with fans (240), with air intake means (40) at the bottom of the enclosure (30) and provided with at least one filter (42) and air outlet means (50) located on the roof of the enclosure ( 30). The ventilation of the compartment (100) is forced with extraction means (250) at the air outlet (50). To provide optimal thermal regulation in the compartment (200), a sensor (260) measures the temperature in the compartment (200), and a sensor (230) measures the humidity level in the compartment (200). The station includes means for verifying environmental conditions within the enclosure (30) and for starting the GFCs (205) when environmental conditions, including temperature and humidity, are met. The temperature control means can control the speed of the extraction means (250) and the heater (220) as a function of the measured temperature and humidity.
Description
REGULATION THERMIQUE D'UN COMPARTIMENT DE CONVERSION DE FREQUENCE DANS UN POSTE ELECTRIQUE D'ALIMENTATION PORTUAIRE DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne la régulation thermique des postes d'alimentation des bateaux à quai par le réseau de distribution électrique terrestre, lesdits postes pouvant assurer une conversion de fréquence, notamment de 50 à 60 Hz et étant logés dans une enceinte 10 métallique. En particulier, l'invention est relative au compartiment de conversion de fréquence d'un tel poste et aux éléments permettant ladite régulation. 15 ETAT DE LA TECHNIQUE Bien qu'à l'origine les navires aient été équipés de réseaux électriques basse tension, comme les besoins en puissance ont considérablement augmenté, les réseaux électriques mis en oeuvre sur les navires sont généralement du type moyenne tension, ce qui permet 20 d'utiliser des câbles de section moins importante et de réduire les pertes énergétiques dans l'alimentation des réseaux des navires. Lorsqu'un navire est à quai, afin de pouvoir arrêter son groupe électrogène, il lui faut disposer d'une installation dans le port permettant l'alimentation électrique de ses 25 équipements avec une source d'énergie adéquate. La puissance requise peut être importante, de 1 MVA jusqu'à 20 MVA selon qu'il s'agit d'un vraquier, d'un ferry, d'un porte-conteneurs, d'un paquebot,... sous des tensions différentes, notamment 6,6 kV ou 11 kV selon les normes IEC 80005-1 ; de plus les navires présentent, selon leur type, des équipements électriques fonctionnant en 50 ou en 60 Hz. Par ailleurs, les navires requérant, 30 avec des contraintes variables selon leur type, une bonne continuité de l'alimentation en énergie électrique pendant qu'ils sont à quai, l'alimentation portuaire doit être continue, même après défaut. En outre, les installations d'alimentation à quai subissent les contraintes inhérentes à leur emplacement, par définition à proximité d'eau, souvent salée. Qui plus est, les ports souhaitent des installations aussi compactes que possible. Pour éviter de lourds travaux de génie civil, des postes électriques métalliques modulaires ont été développés, dans lesquels l'ensemble des équipements est pré-câblé et qui sont segmentés pour le transport sur le site où ne sont réalisés que les derniers raccordements : voir par exemple FR 2 972 576. Tel qu'illustré en figure 1, le poste métallique 10 permet de convertir une première tension électrique de puissance d'entrée, fournie par un réseau 12, en une deuxième tension électrique de puissance de sortie destinée à alimenter un réseau électrique de navire 14, qui peut être de fréquence et/ou de tension différente. Pour couvrir les différentes options suivant les navires à quai, le poste comprend ainsi quatre compartiments, ou éléments fonctionnels, regroupant les appareillages électriques assurant une fonction définie de l'installation de conversion : un compartiment 20 de contrôle et de commande du poste 10 ainsi que de contrôle et protection de la moyenne tension, ledit compartiment 20 comprenant notamment des éléments de protection de type disjoncteurs 25 ; un compartiment 100 de transformation de la moyenne tension d'entrée vers la basse tension, comprenant notamment un transformateur 105 ; un compartiment 200 comprenant des moyens de conversion de fréquence 205, de préférence des convertisseurs de fréquences réseau, ou GFC pour « Grid Frequency Converter » ; un compartiment 100' pour la fourniture de l'alimentation avec un transformateur de tension 105'.TECHNICAL FIELD The invention relates to the thermal regulation of shore power supply stations by the terrestrial electrical distribution network, said substations being capable of converting a power station. frequency, in particular 50 to 60 Hz and being housed in a metal enclosure. In particular, the invention relates to the frequency conversion compartment of such a station and the elements for said regulation. STATE OF THE ART Although originally the ships were equipped with low voltage electrical networks, as the power requirements have increased considerably, the electrical networks implemented on the ships are generally of the medium voltage type, which allows the use of smaller section cables and reduce energy losses in the power of ship networks. When a ship is docked, in order to be able to stop the generator set, it must have a facility in the port for the power supply of its equipment with an adequate energy source. The required power can be large, from 1 MVA up to 20 MVA depending on whether it is a bulk carrier, a ferry, a container ship, a liner, ... under tension different, in particular 6.6 kV or 11 kV according to IEC 80005-1 standards; in addition, the vessels have, according to their type, electrical equipment operating at 50 or 60 Hz. Moreover, the vessels requiring, with variable constraints according to their type, a good continuity of the supply of electrical energy while they are docked, port food must be continuous, even after default. In addition, shore power installations are constrained by their location, by definition near water, often salty. What's more, ports want as compact a facility as possible. To avoid heavy civil works, modular metal substations have been developed in which all equipment is pre-wired and segmented for transport to the site where only the last connections are made: see by For example, FR 2 972 576. As illustrated in FIG. 1, the metal station 10 makes it possible to convert a first input power voltage, supplied by a network 12, into a second output power voltage intended to supply a power supply. ship electrical network 14, which may be of different frequency and / or voltage. In order to cover the different options according to the ships at the quayside, the station thus comprises four compartments, or functional elements, grouping together the electrical equipment ensuring a definite function of the conversion installation: a compartment 20 for controlling and controlling the station 10 as well as control and protection of the medium voltage, said compartment 20 including circuit-type protection elements 25; a compartment 100 for transforming the medium voltage input to the low voltage, comprising in particular a transformer 105; a compartment 200 comprising frequency conversion means 205, preferably network frequency converters, or GFC for "Grid Frequency Converter"; a compartment 100 'for supplying the power supply with a voltage transformer 105'.
Pour protéger des équipements aussi sensibles, dans un environnement aussi contraint, on utilise généralement des enceintes climatisées, étanches à l'environnement externe. Cependant, si le premier compartiment 20 est de préférence hermétique et climatisé, cette solution s'avère onéreuse, et nécessite en outre une maintenance accrue pour s'assurer de la fiabilité des installations pour les autres compartiments. De fait, la norme CET 62271- 202 préconise une ventilation naturelle pour les appareils de transformation de tension 105 : une entrée d'air en position basse et une sortie d'air en position haute associées à l'échauffement de l'air par l'appareil en fonctionnement assurent ainsi une convection naturelle et un renouvellement d'air de plusieurs mètres cube par heure. Pour augmenter le refroidissement, notamment en période estivale, la ventilation peut être forcée en complément par un dispositif de circulation d'air qui peut être actionné ou non selon un paramètre choisi tel que la température, pour supprimer les crêtes de point chaud.To protect such sensitive equipment, in such a constrained environment, it is generally used air-conditioned enclosures, sealed to the external environment. However, if the first compartment 20 is preferably airtight and air-conditioned, this solution is expensive, and also requires increased maintenance to ensure the reliability of the facilities for other compartments. In fact, the standard CET 62271-202 recommends a natural ventilation for the voltage transformers 105: an air intake in the low position and an air outlet in the up position associated with the heating of the air by the air. operating apparatus thus provide natural convection and air renewal of several cubic meters per hour. To increase the cooling, especially in summer, the ventilation can be forced in addition by an air circulation device that can be operated or not according to a chosen parameter such as temperature, to remove hot-spot peaks.
Les GFC 205 quant à eux ne possèdent pas de régulation interne de température, ni de protection contre la condensation : hormis les cas climatisés, ils sont placés dans des logements avec une ventilation naturelle, éventuellement forcée, parfois associée à un chauffage du compartiment pour diminuer l'humidité relative de l'air. En particulier, les convertisseurs de fréquence 205 intègrent généralement des caloducs qui gèlent en cas de température négative : un contrôle de température avant même le démarrage pour placer les équipements dans de bonnes conditions est donc souhaitable. Le compartiment dédié 200 peut ainsi mettre en oeuvre un contrôle de la température indépendant actionnant ou non la ventilation dédiée.The GFC 205 do not have internal temperature regulation or condensation protection: except for air-conditioned cases, they are placed in housing with natural ventilation, possibly forced, sometimes associated with heating the compartment to reduce the relative humidity of the air. In particular, the frequency converters 205 generally include heat pipes that freeze in case of negative temperature: a temperature control before starting to place the equipment in good conditions is therefore desirable. The dedicated compartment 200 can thus implement an independent temperature control that activates or not the dedicated ventilation.
Cependant, compte tenu de la dépression relative entre compartiments générée par une ventilation forcée et des fuites inévitables, il faut s'assurer que des circulations parasites ne viennent pas perturber le fonctionnement global.However, given the relative depression between compartments generated by forced ventilation and unavoidable leaks, it must be ensured that parasitic circulation does not disrupt the overall operation.
Par ailleurs, le poste 10 étant installé en milieu portuaire, il est indispensable de protéger les équipements électriques de l'environnement externe, notamment l'air salin : des filtres adaptés sont placés sur les entrées d'air. Or ce type de filtre est très coûteux à remplacer ; pour réduire leur encrassement et donc les coûts de maintenance, il est souhaitable d'optimiser le débit d'air d'une ventilation forcée notamment. 11 apparaît ainsi que le contrôle de la ventilation et de la température dans un poste d'alimentation portuaire peut être amélioré. EXPOSE DE L'INVENTION Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des postes d'alimentation à quai existants, en proposant un système de régulation de la ventilation des compartiments de ce type de poste, ledit système prenant en compte les différents paramètres. Du fait de la régulation et de l'optimisation de la ventilation qui en découle, le fonctionnement des appareils électriques des compartiments du poste d'alimentation est lui aussi optimisé, ce qui permet de réaliser un poste plus compact, les appareils étant dimensionnés au plus juste des capacités demandées. De plus, cette régulation permet un moindre vieillissement des divers composants grâce à l'optimisation de leurs conditions de fonctionnement. Sous un premier aspect, l'invention est ainsi relative à un compartiment de poste d'alimentation portuaire comprenant une enceinte logeant des moyens de conversion de fréquence, de préférence sous la forme d'une pluralité de convertisseurs de fréquence réseau ou GFC. L'enceinte est munie de moyens d'entrée d'air munis de filtres adaptés de préférence à l'air salin, avantageusement sous forme de caissons sur deux parois opposées de l'enceinte, et localisées vers le bas du poste ; l'enceinte est également munie de moyens de sortie d'air, de préférence sur le toit de l'enceinte ou sur toute partie d'extrémité haute.Furthermore, the station 10 being installed in a port environment, it is essential to protect the electrical equipment from the external environment, including salt air: suitable filters are placed on the air intakes. But this type of filter is very expensive to replace; to reduce their clogging and thus the maintenance costs, it is desirable to optimize the air flow of a forced ventilation in particular. It thus appears that the control of ventilation and temperature in a port feed station can be improved. DISCLOSURE OF THE INVENTION Among other advantages, the invention aims at overcoming the drawbacks of existing shore power stations, by proposing a system for regulating the ventilation of the compartments of this type of station, said system taking into account the different settings. Due to the regulation and the optimization of the ventilation which results from it, the operation of the electrical devices of the compartments of the supply station is also optimized, which makes it possible to realize a more compact station, the devices being dimensioned at the most just requested abilities. In addition, this regulation allows less aging of the various components by optimizing their operating conditions. In a first aspect, the invention thus relates to a port power station compartment comprising a housing housing frequency conversion means, preferably in the form of a plurality of network frequency converters or GFC. The enclosure is provided with air inlet means provided with filters adapted preferably to saline air, advantageously in the form of caissons on two opposite walls of the enclosure, and located towards the bottom of the station; the chamber is also provided with air outlet means, preferably on the roof of the enclosure or on any high end portion.
L'enceinte loge également des moyens de mesure de la température interne de l'enceinte, un dispositif de chauffage, et de préférence des moyens de mesure du degré d'humidité au sein de l'enceinte. Pour assurer une ventilation forcée, l'enceinte est munie de moyens d'extraction d'air, logés au niveau de la sortie d'air, et de moyens de ventilation des moyens de conversion, de préférence associés à chacun des GFC, notamment en faisant partie intégrante. Pour contrôler la température, le compartiment comprend en outre des moyens de régulation aptes à commander la vitesse des moyens d'extraction d'air et des moyens de ventilation en fonction des données de température, et accessoirement de degré d'humidité.The enclosure also houses means for measuring the internal temperature of the enclosure, a heating device, and preferably means for measuring the degree of humidity within the enclosure. To ensure forced ventilation, the chamber is provided with air extraction means, housed at the outlet of air, and means for ventilating the conversion means, preferably associated with each of the GFCs, in particular integral part. To control the temperature, the compartment further comprises regulating means adapted to control the speed of the air extraction means and the ventilation means according to the temperature data, and secondarily to the degree of humidity.
Le compartiment comprend en outre des moyens pour vérifier les conditions environnementales à l'intérieur de l'enceinte et pour démarrer les moyens de conversion lorsque ces conditions sont remplies. Parmi les conditions environnementales se trouve la vérification que la température dépasse une limite inférieure, et que le degré d'humidité est suffisamment faible. Les moyens de vérification sont de préférence associés aux moyens de régulation.The compartment further comprises means for verifying the environmental conditions inside the enclosure and for starting the conversion means when these conditions are met. Among the environmental conditions is the verification that the temperature exceeds a lower limit, and that the degree of humidity is sufficiently low. The verification means are preferably associated with the regulation means.
Notamment, les moyens de régulation comprennent des moyens pour démarrer le dispositif de chauffage lorsque la température est inférieure à une première valeur, ainsi que lorsque le degré d'humidité est supérieur à un seuil et la température inférieure à une deuxième valeur. Les moyens de régulation comprennent également des moyens pour démarrer les moyens de ventilation lorsque le degré d'humidité est supérieur audit seuil, et la température supérieure à la deuxième valeur. Les moyens de régulation comprennent également des moyens pour démarrer les moyens d'extraction lorsque la température est supérieure à une valeur limite, et pour imposer, lorsque les moyens de conversion sont en fonctionnement, une vitesse auxdits moyens dépendant de la température interne, ainsi éventuellement que de la température externe et/ou de la puissance dissipée. L'invention concerne également un poste d'alimentation portuaire comprenant au moins un tel compartiment et des compartiments logeant des transformateurs de tension, de préférence qui l'entourent, les différents compartiments étant avantageusement logés dans une même enceinte métallique et séparés par des parois interne de l'enceinte. L'invention se rapporte enfin à un procédé de régulation thermique d'un compartiment de conversion de fréquence d'un poste d'alimentation portuaire lorsque la conversion est en fonctionnement. Le procédé comprend la détermination de la température interne au compartiment, l'actionnement de moyens d'extraction d'air lorsque la température dépasse une valeur limite et la régulation de la vitesse desdits moyens d'extraction en fonction de la température interne, ainsi qu'éventuellement la température extérieure et/ou la puissance dissipée. Le procédé de régulation thermique est de préférence précédé d'une phase de vérification des conditions environnementales au sein du compartiment avant mise en fonctionnement des moyens de conversion de fréquence, ladite phase comprenant : la détermination de la température et du degré d'humidité internes au compartiment, le chauffage du compartiment lorsque la température est inférieure à une première valeur, le chauffage étant maintenu pendant une certaine durée après que la première valeur a été atteinte, la mise en oeuvre de moyens de diminution du degré d'humidité lorsqu'il est supérieur à un seuil, notamment par chauffage lorsque la température est inférieure à une deuxième valeur et par actionnement de ventilateurs lorsque la température est supérieure à la deuxième valeur, les moyens de diminution étant maintenus pendant une certaine durée après que le seuil a été atteint, l'actionnement pendant une troisième durée des ventilateurs une fois les conditions remplies, puis la mise en fonctionnement des moyens de conversion de fréquence.In particular, the regulating means comprise means for starting the heating device when the temperature is lower than a first value, as well as when the degree of humidity is greater than a threshold and the temperature below a second value. The regulating means also comprise means for starting the ventilation means when the humidity level is above said threshold, and the temperature above the second value. The regulating means also comprise means for starting the extraction means when the temperature is greater than a limit value, and for imposing, when the conversion means are in operation, a speed at said means depending on the internal temperature, thus possibly external temperature and / or dissipated power. The invention also relates to a port power station comprising at least one such compartment and compartments housing voltage transformers, preferably surrounding it, the various compartments being advantageously housed in the same metal enclosure and separated by internal walls of the enclosure. Finally, the invention relates to a method of thermal regulation of a frequency conversion compartment of a port power station when the conversion is in operation. The method comprises the determination of the internal temperature of the compartment, the actuation of air extraction means when the temperature exceeds a limit value and the regulation of the speed of said extraction means as a function of the internal temperature, as well as possibly the outside temperature and / or the dissipated power. The thermal regulation process is preferably preceded by a phase of verification of the environmental conditions within the compartment before operation of the frequency conversion means, said phase comprising: the determination of the temperature and the degree of humidity internal to the compartment, the heating of the compartment when the temperature is lower than a first value, the heating being maintained for a certain period after the first value has been reached, the implementation of means of reducing the degree of humidity when it is greater than a threshold, in particular by heating when the temperature is below a second value and by actuating fans when the temperature is higher than the second value, the reduction means being maintained for a certain period of time after the threshold has been reached, the actuation during a third duration of the fans a once the conditions are met, then the operation of the frequency conversion means.
Dans un mode de réalisation préféré, lorsque la durée entre la ventilation et la mise en fonctionnement dépasse une durée prédéterminée, le procédé de régulation comprend le maintien des conditions environnementales en mettant en oeuvre le chauffage, la ventilation ou l'extraction d'air en fonction de la température et du degré d'humidité.In a preferred embodiment, when the time between ventilation and start-up exceeds a predetermined time, the control method includes maintaining the environmental conditions by implementing heating, ventilation, or air extraction. depending on the temperature and the degree of humidity.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other advantages and features will become more clearly apparent from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of illustration and in no way limiting, represented in the appended figures.
La figure 1, déjà décrite, illustre le principe d'un poste d'alimentation portuaire dans lequel les modes de réalisation de l'invention peuvent être implémentés. La figure 2 montre un poste d'alimentation portuaire selon un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 3 représente la ventilation dans un compartiment de transformation de tension pour un poste selon un mode de réalisation préféré de l'invention.Figure 1, already described, illustrates the principle of a port power station in which the embodiments of the invention can be implemented. Figure 2 shows a port power station according to a preferred embodiment of the invention. Figure 3 shows the ventilation in a voltage transformer compartment for a station according to a preferred embodiment of the invention.
La figure 4 montre le procédé de régulation de la température dans un compartiment de transformation de tension pour un poste selon un mode de réalisation préféré de l'invention.Figure 4 shows the temperature control method in a voltage transforming compartment for a station according to a preferred embodiment of the invention.
La figure 5 représente un compartiment de conversion de fréquence pour un poste selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Les figures 6A et 6B montrent la régulation mise en oeuvre dans un compartiment de conversion de fréquence pour un poste selon un mode de réalisation préféré de l'invention DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE Tel qu'indiqué, un poste d'alimentation 10 à quai selon un mode de réalisation préféré de l'invention est composé d'une enceinte métallique 30 disposant de quatre compartiments séparés par des parois internes. Tel qu'illustré en figure 2, trois des compartiments du poste 10 comprennent des moyens de ventilation naturelle, le quatrième 20 étant étanche. Les moyens de ventilation naturelle comprennent des moyens d'entrée d'air 40, situés vers le bas du conteneur 30, et des moyens de sortie d'air 50 vers le haut, de préférence sous forme de cheminée ou tourelle. Les moyens d'entrée d'air sont sous forme caissons de ventilation 40 situés en partie basse de deux parois opposées du conteneur 30 communes à tous les compartiments 20, 100, 200, qui incluent de préférence (voir figures 3 et 5) des filtres 42 adaptés à l'air salin (pré filtre + filtre final), et une grille 44 garantissant un degré de protection supérieur à la valeur minimale imposée par la norme CET 62271-202, notamment contre les impacts mécaniques d'une valeur de 20 joules, ou conformément à un IP23D selon la norme CET 60529. Le nombre de caissons 40, de taille habituellement standardisée, est déterminé par le débit d'air nécessaire pour assurer le refroidissement des appareils contenus dans chaque compartiment 100, 200, 100', et la place disponible ; en particulier, tel que schématisé pour un poste 10 de 3 MVA, un caisson 40 est localisé sur les deux faces opposées d'un compartiment de transformation de tension 100, alors que le compartiment plus long de conversion de fréquence 200, comprenant 6 GFC, est doté de deux fois quatre caissons 40.Figure 5 shows a frequency conversion compartment for a station according to a preferred embodiment of the invention. FIGS. 6A and 6B show the regulation implemented in a frequency conversion compartment for a station according to a preferred embodiment of the invention DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT As indicated, a power station 10 to dock according to a preferred embodiment of the invention is composed of a metal enclosure 30 having four compartments separated by internal walls. As illustrated in FIG. 2, three of the compartments of the station 10 comprise natural ventilation means, the fourth 20 being sealed. The natural ventilation means comprise air inlet means 40, situated towards the bottom of the container 30, and air outlet means 50 upwards, preferably in the form of a chimney or turret. The air intake means are in the form of ventilation boxes 40 situated at the bottom of two opposite walls of the container 30 common to all the compartments 20, 100, 200, which preferably include (see FIGS. 3 and 5) filters. 42 adapted to the saline air (pre-filter + final filter), and a grid 44 guaranteeing a degree of protection higher than the minimum value imposed by the standard CET 62271-202, in particular against the mechanical impacts of a value of 20 joules or in accordance with an IP23D according to the standard CET 60529. The number of boxes 40, usually of standard size, is determined by the air flow necessary to ensure the cooling of the devices contained in each compartment 100, 200, 100 ', and the available space; in particular, as shown schematically for a station 10 of 3 MVA, a box 40 is located on the two opposite faces of a voltage transformation compartment 100, while the longer frequency conversion compartment 200, comprising 6 GFCs, is equipped with twice four boxes 40.
Les moyens de sortie d'air 50 sont quant à eux munis d'une hotte de toiture avec des grilles 52 permettant de garantir les indices de protection contre la pénétration de solide et liquide IP et contre les chocs IK imposés par la norme CET 62271-202; éventuellement, une vantelle de surpression permet d'améliorer la protection face aux conditions de services externes lorsque l'installation est arrêtée. Le nombre de sorties d'air 50 dépend de l'efficacité du flux d'air requise : il est ainsi préféré de disposer de plusieurs tourelles sur le compartiment « long » de conversion de fréquence 200, trois doubles dans le mode de réalisation illustré, plutôt qu'une large cheminée.The air outlet means 50 are in turn provided with a roof hood with grids 52 to ensure the protection indices against the penetration of solid and liquid IP and IK impacts imposed by the standard CET 62271- 202; optionally, an overpressure leaflet makes it possible to improve the protection against the conditions of external services when the installation is stopped. The number of air outlets 50 depends on the efficiency of the required airflow: it is thus preferred to have several turrets on the "long" frequency conversion compartment 200, three double in the illustrated embodiment, rather than a wide chimney.
Un compartiment de transformation de tension 100 comprend ainsi, tel qu'illustré en figure 3, une enveloppe métallique 30 avec deux entrées d'air 40 munies de filtres 42 et une tourelle 50 de sortie d'air qui loge un transformateur de tension 105 de type sec, choix permettant de mieux satisfaire les dispositions réglementaires contre les incendies en environnement portuaire. Du fait de la ventilation filtrée qui ne génère pas de dépôt de sel, le transformateur 105 peut être de type « papier » traditionnel, sans protection particulière de l'enroulement basse tension, et il n'est pas nécessaire d'utiliser un transformateur à protection renforcée « double cast », à résine, plus lourd, plus gros et plus onéreux.A voltage transforming compartment 100 thus comprises, as illustrated in FIG. 3, a metal envelope 30 with two air inlets 40 provided with filters 42 and an air outlet turret 50 which houses a voltage transformer 105 of FIG. Dry type, choice to better meet fire regulations in harbor environment. Due to the filtered ventilation which does not generate a deposit of salt, the transformer 105 can be of traditional "paper" type, without particular protection of the low-voltage winding, and it is not necessary to use a transformer to Reinforced "double cast" protection, resin, heavier, bigger and more expensive.
Selon l'invention, la ventilation du transformateur 105 est réalisée de façon contrôlée. Comme les compartiments de transformation de tension 100 entourent un compartiment de conversion de fréquence 200 dont les appareils sont sensibles, il convient de ne pas transmettre d'air, ou le moins possible, en minimisant la quantité d'air passant à travers les parois internes de l'enceinte 30 entre compartiments 100, 200 : un flux par dépression d'air est donc choisi, avec des moyens d'extraction d'air 150 de type ventilateur centrifuge avec variation de vitesse intégrée placés en sortie dans la tourelle 50 plutôt qu'une soufflerie. Par ailleurs, selon l'invention, le transformateur 105 est « boosté », c'est-à-dire qu'il est utilisé dans des conditions extrêmes ; en particulier, la capacité théorique du transformateur 105 est augmentée. A cette fin, le flux d'air est dirigé de façon laminaire le long des enroulements 110 grâce à la présence de dispositifs de ventilation radiaux ou tangentiels 140 localisés sous les enroulements 110 du transformateur 105, afin de diriger le flux ; le débit desdits dispositifs de ventilation 140 est sensiblement inférieur au débit de l'extracteur 150 afin de conserver un flux laminaire.According to the invention, the ventilation of the transformer 105 is carried out in a controlled manner. Since the voltage transformation compartments 100 surround a frequency conversion compartment 200 whose devices are sensitive, it is advisable not to transmit air, or as little as possible, minimizing the amount of air passing through the internal walls. of the enclosure 30 between compartments 100, 200: a flow by air depression is therefore chosen, with air extraction means 150 centrifugal fan type with integrated speed variation placed in the output in the turret 50 rather than a wind tunnel. Furthermore, according to the invention, the transformer 105 is "boosted", that is to say that it is used in extreme conditions; in particular, the theoretical capacity of the transformer 105 is increased. To this end, the air flow is laminarly directed along the windings 110 through the presence of radial or tangential ventilation devices 140 located under the windings 110 of the transformer 105, in order to direct the flow; the flow rate of said ventilation devices 140 is substantially lower than the flow rate of the extractor 150 in order to maintain a laminar flow.
En particulier, tel qu'illustré en figure 3, des ventilateurs tangentiels 140 sont mis en place de chaque côté en bas du transformateur 105 ; couplés à la force motrice du flux générée par l'extracteur 150 et dimensionnés pour équilibrer ladite force, le flux principal d'air est relayé dans les enroulements 110 avec de l'air dépourvu d'impuretés telles que du sel ou des poussières grâce au filtre 42 protégé lui-même par les grilles 44 des caissons d'entrée d'air 40. Le transformateur 105 est légèrement surélevé par rapport au fond du poste 10 afin de s'assurer que l'air poussé dans les enroulements 110 est aspiré le plus directement possible depuis les caissons de filtration 40. L'air est expulsé au travers des grilles de sortie 52 installées sur la tourelle ou caisson de toiture 50. Par cette configuration, il est ainsi possible d'utiliser un transformateur 105 de la moyenne vers la basse tension d'une capacité nominale de 3 MVA jusque 3,3 MVA (l'absence de dispositifs de ventilation tangentielle ramènerait cette capacité nominale à une valeur efficace en ventilation naturelle de 2,5 MVA), et ainsi d'accroitre sa puissance disponible sans réduire sa durée de vie - le même type de résultat est bien entendu obtenu pour le transformateur 105' de la basse vers la moyenne tension. Ce système de flux, même avec quelques fuites possibles avec le compartiment adjacent 200, n'entraîne pas de perturbation de la performance globale de la solution, et ne perturbe pas non plus le refroidissement des locaux de convertisseurs de fréquences basés sur le même principe. Pour optimiser encore le dimensionnement du transformateur 105, et ainsi permettre la mise en place d'un poste d'alimentation 20 plus compact et moins onéreux, un contrôle de la température est couplé à la ventilation du transformateur 105, avec notamment une régulation contrôlée. A cette fin, le compartiment de transformation 100 est équipé en outre de trois capteurs de température 160 dans les enroulements BT 110 et un capteur de température 165 localisé à proximité de la sortie d'air 50.In particular, as shown in Figure 3, tangential fans 140 are placed on each side at the bottom of the transformer 105; coupled to the driving force of the flow generated by the extractor 150 and dimensioned to balance said force, the main flow of air is relayed in the windings 110 with air free of impurities such as salt or dust through filter 42 itself protected by the grids 44 of the air intake boxes 40. The transformer 105 is slightly raised relative to the bottom of the station 10 to ensure that the air pushed into the windings 110 is sucked on more directly possible from the filter boxes 40. The air is expelled through the outlet grilles 52 installed on the turret or roof box 50. By this configuration, it is thus possible to use a transformer 105 of the average to low voltage with a nominal capacity of 3 MVA up to 3.3 MVA (the absence of tangential ventilation devices would reduce this nominal capacity to a value effective in natural ventilation of 2.5 MVA), and if to increase its available power without reducing its life - the same type of result is of course obtained for the transformer 105 'from low to medium voltage. This flow system, even with some possible leaks with the adjacent compartment 200, does not cause a disruption of the overall performance of the solution, nor does it disturb the cooling of the premises of frequency converters based on the same principle. To further optimize the size of the transformer 105, and thus allow the establishment of a more compact and less expensive power station 20, a temperature control is coupled to the ventilation of the transformer 105, including controlled regulation. To this end, the transformation compartment 100 is further equipped with three temperature sensors 160 in the LV windings 110 and a temperature sensor 165 located near the air outlet 50.
Notamment, la température ambiante interne au compartiment 100 est mesurée par le capteur de sortie 165. Lorsque ladite température T100 dépasse un seuil T100 'f, par exemple fixé à 35°C, l'extracteur d'air 150 est mis en route. De préférence, la vitesse de l'extracteur V150 est ajustée en fonction de la température, par exemple selon une loi linéaire, pour maintenir T100= _ T 100 ref : le débit d'air peut ainsi être réglé au strict nécessaire grâce au capteur de sortie 165 situé dans le flux d'air, ce qui permet de diminuer l'encrassement des filtres 42. Si le poste d'alimentation 10 possède des moyens de mesure de la température extérieure 60, selon une option préférée de réalisation, le seuil T100 ref est ajusté en fonction de la température extérieure T't : par exemple T100 'f est égale à T't + T100 gap tout en restant dans tous les cas supérieure à une température minimale de référence T100 'f min Par ailleurs, lors de la réalisation du poste 10 selon l'invention, il a été constaté que les modèles de protection thermique basés sur l'image du courant ne sont pas adaptés pour des transformateurs 105 en ventilation forcée : les capteurs de température 160 intégrés aux enroulements 110 du transformateur 105 sont ainsi mis en place pour réguler le fonctionnement des ventilateurs tangentiels 140.In particular, the internal ambient temperature of the compartment 100 is measured by the output sensor 165. When said temperature T100 exceeds a threshold T100 'f, for example set at 35 ° C, the air extractor 150 is started. Preferably, the speed of the extractor V150 is adjusted as a function of temperature, for example according to a linear law, to maintain T100 = T 100 ref: the air flow can thus be adjusted to the necessary extent by the sensor of output 165 located in the air flow, which reduces the clogging of the filters 42. If the supply station 10 has means for measuring the outside temperature 60, according to a preferred embodiment, the threshold T100 ref is adjusted according to the external temperature T't: for example T100 'f is equal to T't + T100 gap while remaining in all cases greater than a minimum reference temperature T100' f min Moreover, when the realization of the station 10 according to the invention, it has been found that the thermal protection models based on the current image are not suitable for transformers 105 in forced ventilation: the temperature sensors 160 integrated into the The windings 110 of the transformer 105 are thus put in place to regulate the operation of the tangential fans 140.
Le poste 10 comprend ainsi un automate de régulation pour le compartiment 100, par exemple localisé dans le premier compartiment 20. De préférence, cet automate est relié au relai de protection (par exemple de type SEPAM) auquel sont connectés les enroulements MT du transformateur 105, et il peut être adapté pour mettre en route et ajuster la vitesse V150 de rotation l'extracteur d'air 150 par des moyens adéquats. Les moyens de régulation peuvent ainsi démarrer et arrêter, ainsi éventuellement qu'ajuster la vitesse V140 de rotation des ventilateurs 140: notamment lorsqu'un des enroulements dépasse un premier seuil T1101, Par exemple de 110°C, les ventilateurs 140 sont démarrés, et arrêtés lorsque tous les enroulements 110 sont à une température inférieure à une température de fonctionnement normal, par exemple T1100 = 100°C.The station 10 thus comprises a control automaton for the compartment 100, for example located in the first compartment 20. Preferably, this controller is connected to the protection relay (for example of the SEPAM type) to which the MV windings of the transformer 105 are connected. and it can be adapted to turn on and adjust the speed V150 of rotation the air extractor 150 by suitable means. The control means can thus start and stop, and possibly adjust the speed V140 of rotation of the fans 140: especially when one of the windings exceeds a first threshold T1101, for example 110 ° C, the fans 140 are started, and stopped when all the windings 110 are at a temperature below a normal operating temperature, for example T1100 = 100 ° C.
Avantageusement, un deuxième système de régulation est mis en place en cas de défaillance de la communication entre les composants (relai de protection et automate) : si la température T110 mesurée au niveau des enroulements 110 dépasse un deuxième seuil Tilo max = 140°C, ou tout autre température définie par une norme CET, les ventilateurs tangentiels 140 sont automatiquement mis en marche, et ne seront arrêtés que lorsque la communication sera rétablie ou manuellement par un opérateur de maintenance. De préférence, pour une température T110 supérieure à un seuil critique, notamment T110 > T110 ent = 150°C, un déclenchement des systèmes de protection 25 a lieu et le poste 10 est arrêté.Advantageously, a second control system is set up in the event of failure of the communication between the components (protection relay and PLC): if the temperature T110 measured at the windings 110 exceeds a second threshold Tilo max = 140 ° C, or any other temperature defined by a CET standard, tangential fans 140 are automatically turned on, and will only be stopped when communication is restored or manually by a maintenance operator. Preferably, for a temperature T110 greater than a critical threshold, in particular T110> T110 ent = 150 ° C, a tripping of the protection systems 25 takes place and the station 10 is stopped.
Un système de régulation préféré est schématisé en figure 4. On peut y noter une étape additionnelle de déclenchement de la ventilation forcée pour cause externe. De fait, bien que souhaitable, il est rare d'avoir une étanchéité parfaite entre les compartiments 100, 200 dans un poste d'alimentation électrique compact métallique 10. Notamment, si une ventilation forcée est mise en route dans le compartiment adjacent de conversion de fréquence 200, de l'air du compartiment de transformation de tension 100, 100' sera aspiré : la régulation selon l'invention prévoit donc un démarrage des extracteurs d'air 150 des compartiments de tension 100, 100' dès qu'une ventilation forcée est mise en route dans le compartiment adjacent 200, et un fonctionnement à vitesse faible constante V150 mm - De fait, selon l'invention, des GFC sont utilisés en tant que convertisseurs de fréquence : ce type d'appareil, éprouvé, permet d'optimiser les performances en termes d'efficacité énergétique et de pollution des réseaux. Le nombre d'appareils de conversion 205 est choisi en fonction des caractéristiques du poste d'alimentation 10; notamment, pour un poste de 3 MVA, on utilise 6 GFC de type 500 kVA en deux rangées, alors que pour un poste de 2 MVA, on peut n'en utiliser que quatre.A preferred control system is shown diagrammatically in FIG. 4. There may be noted an additional step of triggering the forced ventilation for external cause. In fact, although desirable, it is rare to have a perfect seal between the compartments 100, 200 in a compact metal power station 10. In particular, if a forced ventilation is started in the adjacent compartment of conversion of frequency 200, the air of the voltage transforming compartment 100, 100 'will be sucked up: the regulation according to the invention therefore provides for a start of the air extractors 150 of the voltage compartments 100, 100' as soon as a forced ventilation is started in the adjacent compartment 200, and a constant low speed operation V150 mm - In fact, according to the invention, GFCs are used as frequency converters: this type of device, tested, allows optimize performance in terms of energy efficiency and network pollution. The number of conversion units 205 is chosen according to the characteristics of the feed station 10; in particular, for a 3 MVA substation, 6 GFCs of the 500 kVA type are used in two rows, whereas for a 2 MVA station only four can be used.
Bien que possédant habituellement un ventilation intégrée 240, les GFC 205 ne comprennent pas de régulation de sorte que la ventilation fonctionne à pleine puissance quelles que soient la charge, la température et l'humidité. 11 convient donc de mettre en place un système additionnel de ventilation du compartiment 200 qui comprenne des moyens de régulation tenant compte de ces variables pour garantir aux GFC 205 des conditions optimales de fonctionnement. Pour des raisons similaires de contrôle de l'orientation du flux d'air, la même solution d'extracteur 250 localisé dans la tourelle 50 est choisie ; ici encore il est préférable d'avoir des flux d'air laminaires. Les extracteurs 250 sont choisis de façon à ne pas être sollicités à leur capacité maximale pour que leur vitesse soit limitée à la puissance absorbée de 2300W, par exemple à environ 1950 tr/min. Par ailleurs, outre les éléments présentés précédemment pour les transformateurs 105 de tension, les GFC 205 impliquent d'autres contraintes : malgré la présence des filtres 42 qui évitent l'introduction d'air marin, la condensation s'avère très problématique et il est important de vérifier que le flux d'air est suffisant pour éviter le dépôt d'humidité sur les GFC 205. De plus, si les GFC 205 peuvent être stockés avec des températures négatives, ils ne peuvent fonctionner que par des températures T200 supérieures à 5°C en raison de l'eau présente dans les caloducs ; leur seule mise en service nécessite que l'eau puisse circuler, sous peine de destruction. Outre une régulation de la ventilation, un chauffage est donc préconisé dans le compartiment de conversion de fréquence 200; différents moyens sont possibles, notamment avec la présence d'un dispositif de chauffage 220 dédié, dont la puissance peut être optimisée (en première approche, pour un poste 3 MVA, un appareil 220 de type 2 x 3 x 2 kW est utilisé, et un appareil de type 2 x 2 x 2 kW pour 2 MVA). Ce type de monitorage peut naturellement être utilisé dans le compartiment transformateur 100 mais s'avère inutile, notamment avec des transformateurs secs, insensibles à la température et/ou la présence de condensation « naturelle » (hors air salin).Although usually having built-in ventilation 240, the GFC 205 does not include regulation so that ventilation operates at full power regardless of load, temperature and humidity. It is therefore necessary to set up an additional ventilation system of the compartment 200 which includes control means taking these variables into account in order to guarantee the GFC 205 optimal operating conditions. For similar reasons of controlling the orientation of the air flow, the same extractor solution 250 located in the turret 50 is chosen; here again it is preferable to have laminar air flows. The extractors 250 are chosen so as not to be biased to their maximum capacity so that their speed is limited to the power input of 2300W, for example at about 1950 rpm. Furthermore, in addition to the elements presented previously for the voltage transformers 105, the GFC 205s imply other constraints: despite the presence of the filters 42 which prevent the introduction of sea air, the condensation proves to be very problematic and it is It is important to check that the airflow is sufficient to prevent the deposition of moisture on the GFC 205. In addition, if the GFC 205 can be stored with negative temperatures, they can only operate with T200 temperatures greater than 5 ° C because of the water present in the heat pipes; their only commissioning requires that the water can circulate, under pain of destruction. In addition to regulating the ventilation, heating is therefore recommended in the frequency conversion compartment 200; different means are possible, in particular with the presence of a dedicated heating device 220, whose power can be optimized (at first approach, for a 3 MVA station, a device 220 of the type 2 × 3 × 2 kW is used, and a device of type 2 x 2 x 2 kW for 2 MVA). This type of monitoring can naturally be used in the transformer compartment 100 but is unnecessary, especially with dry transformers, insensitive to temperature and / or the presence of "natural" condensation (excluding salt air).
La régulation de la ventilation d'un poste 10 selon l'invention prévoit donc, pour le compartiment GFC 200, un chauffage permettant de préférence de : conserver une température T200 positive entre deux raccordements à des navires pour utilisation ; augmenter la température T200 jusqu'un minimum de 5°C après une défaillance du réseau ou un arrêt total volontaire, afin de démarrer les GFC 205 ; éviter la condensation dans le compartiment 200, notamment lorsque la température est basse. De fait, la condensation dans le compartiment peut être évitée par deux principes : le chauffage ou la ventilation interne des GFC 205 qui peuvent être pilotés par la régulation du poste 10. Selon un mode de réalisation préféré, lorsque la température ambiante T200 est basse, par exemple inférieure à T2001, le chauffage permet une augmentation de la température avec un abaissement concomitant du degré d'humidité ; lorsque la température T200 est élevée, il n'est pas raisonnable d'utiliser un chauffage, tant parce que la température peut devenir problématique pour les appareils 205 que pour des raisons d'efficacité énergétique, et une mise en fonctionnement des ventilateurs 240 des GFC 205 permet d'améliorer les échanges entre les GFC 205 et l'air ambiant, d'augmenter la température des masses métalliques et de diminuer la différence avec le flux d'air, de façon à éviter le dépôt d'humidité sur lesdites masses.The regulation of the ventilation of a station 10 according to the invention therefore provides, for the compartment GFC 200, a heating preferably for: maintaining a positive temperature T200 between two connections to ships for use; increase the T200 temperature to a minimum of 5 ° C after a grid failure or a voluntary shutdown to start GFC 205; avoid condensation in the compartment 200, especially when the temperature is low. In fact, the condensation in the compartment can be avoided by two principles: the heating or the internal ventilation of the GFC 205 which can be controlled by the control of the station 10. According to a preferred embodiment, when the ambient temperature T200 is low, for example lower than T2001, the heating allows an increase in temperature with a concomitant lowering of the degree of humidity; when the temperature T200 is high, it is not reasonable to use a heater, both because the temperature can become problematic for the devices 205 that for reasons of energy efficiency, and a start of the fans 240 GFC 205 makes it possible to improve the exchanges between the GFC 205 and the ambient air, to increase the temperature of the metal masses and to reduce the difference with the air flow, so as to avoid the deposition of moisture on said masses.
De plus, il est souhaitable de s'adapter aux conditions externes d'utilisation pour modifier les températures de consigne lorsque les GFC 205 sont en fonctionnement : ceci permet d'optimiser le débit d'air et réduire l'encrassement des filtres 42. Le flux d'air est selon l'invention régulé ainsi en fonction de la température extérieure T't et de la puissance dissipée, afin de maintenir une température de fonctionnement optimal des GFC 205 et éviter l'encrassement des filtres 42 par un débit trop élevé d'air. Dans le mode de réalisation préféré, le compartiment de conversion de fréquence 200 5 comprend ainsi au moins un capteur d'humidité 230 et un capteur de température 260; de préférence, deux capteurs de chaque sorte sont présents, un sur chaque côté du compartiment 200 et la moyenne des deux valeurs permet de donner la température interne au compartiment T200 et le taux d'humidité présente HR200. La régulation de la température est assurée par un automate qui peut être le même que celui utilisé pour la régulation des 10 compartiments des transformateurs 105 et commun à tout le poste 10, ou qui peut être dédié au compartiment de conversion de fréquence 200, dans lequel il peut aussi être logé au sein d'un coffret auxiliaire ; l'automate impose la vitesse de l'extracteur 250 par l'intermédiaire d'un bus de communication (par exemple MODBUS) et le démarrage et l'arrêt des ventilateurs 240 lorsque les GFC 205 sont à l'arrêt ; avantageusement, chaque 15 dispositif d'extraction 250 est actionné à la même vitesse. L'automate de régulation comprend par ailleurs de préférence également des moyens pour commander le chauffage 220, par exemple par l'intermédiaire de contacteurs. 20 Le système de régulation permet ainsi l'ajustement de la température et de l'humidité avec plusieurs modes de fonctionnement pour s'adapter en permanence aux conditions d'utilisation, garantissant ainsi le fonctionnement optimum de tous les équipements. En particulier, tel que schématisé en figure 6, le procédé de régulation mis en oeuvre par les moyens adaptés du compartiment comprend une première phase (figure 6A) de vérification 25 des conditions environnementales alors que la conversion de fréquence n'est pas mise en oeuvre, c'est-à-dire que les GFC 205 sont encore à l'arrêt. Tant que les conditions ne sont pas vérifiées, c'est-à-dire que la température T200 n'atteint pas le seuil critique T200 min classiquement de 5°C, et que le taux d'humidité HR200 n'est pas inférieur à un seuil HR200 '1', classiquement de 75 %, les GFC 205 ne peuvent être mis en route et restent sur 30 OFF ; dans le cas contraire, ils peuvent soit être démarrés, soit rester arrêtés. La vérification des conditions environnementales peut ainsi s'accompagner d'un préchauffage pour remplir les critères ci-dessus. En particulier, si la température est inférieure à T200 mm, le chauffage 220 est mis en route. La température est mesurée régulièrement. Une fois qu'elle dépasse T200 min = 5°C, et après un temps d'attente ti nécessaire pour s'assurer que l'eau présente dans les caloducs n'est plus gelée, notamment ti > 60 min, les ventilateurs 240 de GFC sont mis en route pendant une durée prédéterminée t2 pour que les GFC soit bons pour le fonctionnement, par exemple 15 min. Ensuite, les ventilateurs 240 sont arrêtés, puis le chauffage 220 également : les conditions environnementales sont remplies. Si la température mesurée au départ du processus de contrôle est supérieure à T200 min = 5°C, alors le taux d'humidité HR200 est pris en compte. S'il est inférieur à la valeur limite HR200 min = 75 %, les conditions environnementales sont remplies. S'il est supérieur, alors la température du compartiment T200 est comparée à un deuxième seuil T2001, par exemple 15°C, pour déterminer la façon dont le taux d'humidité sera abaissé. Si le deuxième seuil T2001 est dépassé, alors la condensation est évitée par actionnement pendant une durée prédéfinie t3, notamment de 15 min, des ventilateurs 240. Si le deuxième seuil T200 n'est pas atteint, alors le dispositif de chauffage 220 est mis en oeuvre ; une fois que le taux d'humidité passe sous le seuil préconisé HR200 min, et après un temps d'attente Li nécessaire pour s'assurer de l'évaporation de toute eau éventuelle, notamment Li > 30 min, le chauffage 220 est arrêté, puis les ventilateurs 240 de GFC sont mis en route pendant une durée prédéterminée t2 pour que les GFC soit bons pour le fonctionnement, par exemple 15 min : les conditions environnementales sont alors remplies et les GFC 205 peuvent être mis en fonctionnement. De fait, un GFC 205 peut fonctionner entre 0°C (si l'eau n'est pas gelée) et 45°C, sous un taux d'humidité atteignant 95 % (s'il n'y a pas déjà de condensation). Lorsque les conditions environnementales sont remplies, le GFC peut donc être mis en route immédiatement. Dans ce cas, une régulation de la température est mise en oeuvre, en particulier grâce aux extracteurs 250 d'air : la température interne T200 est contrôlée, et les extracteurs sont mis en oeuvre dès qu'une valeur de température T200 ref est dépassée, avec dans ce cas de préférence une loi linéaire augmentant la vitesse d'extraction avec la température (voir figure 6B) ; bien que lorsque les GFC 205 sont en marche, la condensation ne puisse se produire au vu de la chaleur dégagée, il serait possible de prendre également en compte le paramètre « degré d'humidité » HR. De façon similaire au compartiment de transformateur 100, le débit d'air peut ainsi être réglé au strict nécessaire grâce au capteur de sortie 260 situé dans le flux d'air, ce qui permet de diminuer l'encrassement des filtres 42. Si le poste d'alimentation 10 possède des moyens de mesure de la température extérieure 60, selon une option préférée de réalisation, le seuil T200 'f est ajusté par en fonction de la température extérieure Text. Par exemple T200 'f est égal à Text ± T200 gap mais T200 ref ne pouvant pas être inférieur à T200 ref min ». Si les GFC 205 ne sont pas démarrés, une régulation est mise en place pour permettre un démarrage à la demande, en maintenant des conditions acceptables de démarrage des GFC 205. En particulier, la température T200 est contrôlée par l'intermédiaire des extracteurs 250 ou du chauffage 220 selon son niveau : si une température minimale T200 mm = 5°C n'est pas atteinte, le chauffage 220 est actionné, puis arrêté au-delà d'une température légèrement supérieure T200 mm + T, par exemple 8°C, pour tenir compte de l'inertie thermique ; si la température intérieure T200 dépasse T2002, par exemple 25°C, alors la température intérieure au compartiment 200 est maintenue dans une gamme de température proche de la température externe Text, par exemple [Text + AT ; Text + Ar], avec par exemple AT = 2°C et AT' = 5°C, par actionnement de l'extracteur 250 à vitesse minimale V250 min- Le taux d'humidité HR200 est quant à lui contrôlé par le chauffage 220 ou les ventilateurs internes 240 en fonction de la même température interne T200 dans un processus similaire à celui de vérification des conditions environnementales Pl. Notamment, si la température est inférieure à T200 1 par exemple 15°, le chauffage 220 est actionné pour diminuer le taux d'humidité en dessous de HR200 max, par exemple 85 % et arrêté à un taux d'humidité de l'ordre de HR200 mm, par exemple 75 % ; si la température dépasse 15°C, ce sont les ventilateurs 240 qui sont mis en rotation à vitesse minimale V240 min avec les mêmes paramètres. Il est à noter que l'on peut passer d'un des modes à l'autre en fonction des changements de température, occasionnés par le maintien du taux d'humidité HR200 ou par une modification des conditions climatiques externes Text, HRext. Ainsi, grâce au choix selon l'invention d'utiliser une ventilation forcée régulée pour les différents compartiments de conversion d'un poste d'alimentation portuaire 10, il est possible d'obtenir une solution compacte de réalimentation des bateaux à quai testée selon la norme des postes préfabriqués CET 62271-202, dans laquelle la filtration de l'air permet de garantir une durée de vie accrue du transformateur et des convertisseurs de fréquence sous des conditions optimales d'exploitation. Notamment, il est possible de mettre en place des transformateurs secs de 3 MVA dans des compartiments non climatisés de 8 m2 sur 3 m, de hauteur, c'est-à-dire dont les dimensions ne permettent pas d'appliquer les recommandations habituelles pour le refroidissement des transformateurs 105, tout en allongeant la durée de vie du transformateur par rapport à un fonctionnement nominal externe sous ventilation naturelle. De plus, le poste 10 peut répondre aux critères de l'IP44 pour garantir le bon fonctionnement dans un environnement sévère, ceci avec un coût réduit, déjà parce que les transformateurs 105 peuvent être de puissance inférieure et de constitution classique malgré les conditions d'usage, mais aussi par un allongement de la durée de vie des composants, transformateurs 105 ou GFC 205 qui ne subissent pas de vieillissement accéléré puisqu'ils sont utilisés dans des conditions « normales », ainsi que filtres 42 qui peuvent être changés moins souvent grâce à la régulation du flux d'air entrant. Par ailleurs, l'énergie consommée pour contrôler par exemple la condensation au niveau des GFC 205 est réduite.In addition, it is desirable to adapt to the external conditions of use to modify the setpoint temperatures when the GFC 205 are in operation: this makes it possible to optimize the air flow and reduce the clogging of the filters 42. According to the invention, the air flow is thus regulated as a function of the outside temperature T't and the dissipated power, in order to maintain an optimum operating temperature of the GFC 205 and to prevent the clogging of the filters 42 by a too high flow rate. air. In the preferred embodiment, the frequency converting compartment 200 thus comprises at least one humidity sensor 230 and a temperature sensor 260; preferably, two sensors of each kind are present, one on each side of the compartment 200 and the average of the two values makes it possible to give the internal temperature to the compartment T200 and the humidity level present HR200. The regulation of the temperature is ensured by a controller which may be the same as that used for regulating the compartments of the transformers 105 and common to the whole station 10, or which may be dedicated to the frequency conversion compartment 200, in which it can also be housed in an auxiliary cabinet; the controller imposes the speed of the extractor 250 via a communication bus (eg MODBUS) and the start and stop of the fans 240 when the GFC 205 are stopped; advantageously, each extraction device 250 is operated at the same speed. The regulating automaton also preferably also comprises means for controlling the heating 220, for example by means of contactors. The control system thus makes it possible to adjust the temperature and the humidity with several modes of operation to adapt constantly to the conditions of use, thus guaranteeing the optimum operation of all the equipment. In particular, as shown diagrammatically in FIG. 6, the regulation method implemented by the adapted means of the compartment comprises a first phase (FIG. 6A) of verification of the environmental conditions while the frequency conversion is not implemented. that is, the GFC 205 are still at a standstill. As long as the conditions are not verified, that is to say that the temperature T200 does not reach the critical threshold T200 min conventionally 5 ° C, and that the humidity level HR200 is not less than one threshold HR200 '1', typically 75%, the GFC 205 can not be started and remain on 30 OFF; if not, they can either be started or stopped. Verification of environmental conditions can thus be accompanied by preheating to meet the above criteria. In particular, if the temperature is less than T200 mm, the heater 220 is started. The temperature is measured regularly. Once it exceeds T200 min = 5 ° C, and after a waiting time ti necessary to ensure that the water in the heat pipes is no longer frozen, including ti> 60 min, the fans 240 of GFCs are started for a predetermined time t2 so that the GFCs are good for operation, for example 15 min. Then, the fans 240 are stopped, then the heater 220 also: the environmental conditions are met. If the temperature measured at the start of the control process is greater than T200 min = 5 ° C, then the humidity level HR200 is taken into account. If it is below the limit value HR200 min = 75%, the environmental conditions are fulfilled. If it is higher, then the temperature of the compartment T200 is compared with a second threshold T2001, for example 15 ° C, to determine how the humidity level will be lowered. If the second threshold T2001 is exceeded, then the condensation is avoided by actuation for a predefined time t3, in particular 15 minutes, of the fans 240. If the second threshold T200 is not reached, then the heating device 220 is turned on. artwork ; once the moisture content falls below the recommended threshold HR200 min, and after a waiting time Li necessary to ensure the evaporation of any water, in particular Li> 30 min, the heating 220 is stopped, then the GFC fans 240 are started for a predetermined time t2 for the GFCs to be good for operation, for example 15 min: the environmental conditions are then met and the GFC 205 can be operated. In fact, a GFC 205 can operate between 0 ° C (if the water is not frozen) and 45 ° C, under a moisture content up to 95% (if there is not already condensation) . When environmental conditions are met, the GFC can be started immediately. In this case, a temperature regulation is implemented, in particular thanks to the air extractors 250: the internal temperature T200 is controlled, and the extractors are implemented as soon as a temperature value T200 ref is exceeded, with in this case preferably a linear law increasing the rate of extraction with temperature (see Figure 6B); although when the GFC 205 are on, condensation can not occur in view of the heat released, it would be possible to also take into account the parameter "degree of humidity" HR. Similarly to the transformer compartment 100, the air flow can thus be adjusted to the strictest necessary thanks to the output sensor 260 located in the air flow, which reduces the clogging of the filters 42. If the position 10 has a means of measuring the outside temperature 60, according to a preferred embodiment, the threshold T200 'f is adjusted by depending on the outside temperature Text. For example T200 'f is equal to Text ± T200 gap but T200 ref can not be less than T200 ref min'. If the GFC 205 are not started, a regulation is set up to allow a start on demand, while maintaining acceptable conditions for starting the GFC 205. In particular, the temperature T200 is controlled via the extractors 250 or heating 220 according to its level: if a minimum temperature T200 mm = 5 ° C is not reached, the heater 220 is actuated and then stopped beyond a slightly higher temperature T200 mm + T, for example 8 ° C , to take into account the thermal inertia; if the internal temperature T200 exceeds T2002, for example 25 ° C, then the temperature inside the compartment 200 is maintained in a temperature range close to the external temperature Text, for example [Text + AT; Text + Ar], with for example AT = 2 ° C and AT '= 5 ° C, by actuation of the extractor 250 at a minimum speed V250 min. The humidity level HR200 is in turn controlled by the heater 220 or the internal fans 240 according to the same internal temperature T200 in a process similar to that of checking the environmental conditions Pl. In particular, if the temperature is lower than T200 1, for example 15 °, the heating 220 is operated to reduce the heating rate. humidity below HR200 max, for example 85% and stopped at a humidity of the order of HR200 mm, for example 75%; if the temperature exceeds 15 ° C, it is the fans 240 which are rotated at a minimum speed V240 min with the same parameters. It should be noted that one can switch from one mode to another depending on changes in temperature, caused by maintaining the HR200 humidity or by a change in external climate conditions Text, HRext. Thus, thanks to the choice according to the invention to use forced forced ventilation for the different conversion compartments of a harbor feed station 10, it is possible to obtain a compact solution for feeding the boats at the dock tested according to the prefabricated substation standard CET 62271-202, in which the air filtration ensures a longer life of the transformer and frequency converters under optimal operating conditions. In particular, it is possible to install dry transformers of 3 MVA in non-air conditioned compartments of 8 m2 by 3 m, height, that is to say the dimensions of which do not allow to apply the usual recommendations for cooling the transformers 105, while extending the life of the transformer compared to a nominal external operation under natural ventilation. In addition, the station 10 can meet the criteria of the IP44 to ensure proper operation in a harsh environment, this with a reduced cost, already because the transformers 105 can be of lower power and conventional constitution despite the conditions of use, but also by an extension of the life of components, transformers 105 or GFC 205 which do not undergo accelerated aging since they are used in "normal" conditions, as well as filters 42 which can be changed less often thanks to the regulation of the incoming air flow. Moreover, the energy consumed to control for example the condensation at the GFC 205 is reduced.
La régulation elle-même est une solution robuste adaptée aux contraintes particulières de l'application, avec une variation très rapide de la puissance dissipée et une constante de temps très faible, contraintes inhérentes aux appels de charge à bord des navires alimentés. Les conditions optimales générées par ce système à l'intérieur des compartiments 100, 200 augmentent en outre la fiabilité des appareils électriques 105, 205 et du poste 10 en général, ainsi que sa disponibilité. Bien que l'invention ait été décrite en référence à un poste 3 MVA d'alimentation portuaire à enceinte métallique, elle ne s'y limite pas : d'autres postes peuvent être concernés par l'invention. En particulier des postes d'alimentation portuaire en béton, et/ou de puissance inférieure ne contenant qu'un seul transformateur de puissance.The regulation itself is a robust solution adapted to the particular constraints of the application, with a very fast variation of the dissipated power and a very low time constant, constraints inherent to the load calls on board the powered ships. The optimal conditions generated by this system inside the compartments 100, 200 further increase the reliability of the electrical appliances 105, 205 and the station 10 in general, as well as its availability. Although the invention has been described with reference to a metal port port MVA station 3, it is not limited thereto: other stations may be concerned by the invention. In particular harbor feed stations made of concrete, and / or lower power containing only a single power transformer.
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